Чугаев Л.В. Металлургия благородных металлов

Подождите немного. Документ загружается.

Следовательно, в рассматриваемом случае при отмывке противо-

точной декантацией извлекается весьма большое количество золота

(99,7 %).

Преимуществами метода непрерывной противоточной декантации

является небольшой расход электроэнергии, простота и автоматичность

действия сгустителей, высокая степень отмывки. Вместе с тем этот

метод имеет ряд существенных недостатков — большая площадь, зани-

маемая сгустителями; значительное разбавление золотосодержащих ра-

створов; относительно высокие потери цианида с хвостами. Поэтому его

применяют лишь в случае хорошо сгущаемых пульп и преимущественно

в районах с мягким климатом, где сгустители можно разместить на

открытом воздухе. Следует отметить, что применение синтетических фло-

кулянтов, многократно ускоряющих процесс сгущения, значительно

расширяет возможности этого метода. В настоящее время декаитацион-

ный метод довольно широко используют иа золотоизвлекательных

предприятиях США, Австралии и других стран.

Помимо одноярусных сгустителей, противоточная декантация мо-

жет осуществляться также в более компактных двух- и многоярусных

сгустителях.

Устройство многоярусного промывного сгустителя показано на

рис. 69. Пульпа непрерывно подается в верхний его ярус. Чистая вода

поступает в нижнюю часть предпоследнего яруса. Слив верхнего яруса

непрерывно удаляется по желобу, расположенному в верхней части

сгустителя. Сгущенный продукт собирается в ловушке, находящейся у

диища яруса. Сюда же через соответствующий бачок подается слив с

нижерасположенного яруса. С помощью этого раствора сгущенный про-

дукт вымывается ка следующий ярус, где снова происходит его отстаи-

вание, промывание и т. д. В конечном итоге промытый материал раз-

гружается через специальный патрубок в днище нижнего яруса.

Применение многоярусных промывочных сгустителей позволяет со-

кратить площадь зданий цехов сгущения. Поэтому их применяют в зо-

лотоизвлекательной промышленности.

§ 2. Фильтрование

Как известно, фильтрование — это процесс отделения твер-

дой фазы от жидкой при помощи пористой перегородки под

действием разности давлений, создаваемой разрежением

воздуха или избыточным давлением. Эту операцию осуще-

ствляют на специальном аппарате-—фильтре, который в

простейшем случае является сосудом, разделенным порис-

той фильтровальной перегородкой. В разделенных частях

сосуда создается разность давлений, под влиянием которой

жидкость проходит через поры фильтровальной перегород-

ки, а твердые частицы задерживаются этой перегородкой.

Таким образом суспензия (пульпа) разделяется на чистый

фильтрат и влажный осадок (кек). Сопротивление процес-

су фильтрации слагается из сопротивления фильтроваль-

ной перегородки и слоя кека.

Для фильтрования цианистых пульп применяют вакуум-

ные фильтры непрерывного и периодического действия.

151s

Основными факторами, влияющими на показатели ра-

боты вакуум-фильтров, являются гранулометрический со-

став твердой фазы, содержание твердого в пульпе, величи-

на вакуума, характер применяемой фильтровальной ткани,

присутствие в пульпе коагулянтов и флокулянтов, темпера-

тура пульпы, конструктивные особенности и режим работы

фильтра.

Гранулометрический состав твердой фазы определяет по-

ристость (проницаемость) кека и поэтому оказывает реша-

ющее влияние на показатели фильтрования. С увеличением

крупности частиц скорость фильтрования возрастает. При

наличии в пульпе шламов пористость осадка уменьшается,

что снижает производительность фильтра и приводит к уве-

личению влажности кека. Кроме того, тонкие частицы за-

бивают поры фильтровальной ткани, дополнительно повы-

шая сопротивление фильтрованию.

При увеличении содержания твердого в пульпе произ-

водительность фильтра по твердому возрастает. Поэтому в

тех случаях, когда цианирование ведется в относительно

разбавленных пульпах, последние перед фильтрованием

предварительно сгущают.

Величина вакуума оказывает сложное влияние на про-

цесс фильтрования. С одной стороны, рост вакуума способ-

ствует ускорению движения жидкости через слой кека и

фильтровальную перегородку, но с другой — иод действием

вакуума многие осадки сжимаются, что ухудшает их про-

ницаемость. Поэтому в большинстве случаев скорость

фильтрования возрастает медленнее, чем увеличивается

вакуум. В некоторых случаях, когда осадок отличается

большой сжимаемостью (что особенно характерно для шла-

мистых материалов), сопротивление слоя кека растет поч-

ти пропорционально величине вакуума, вследствие чего по-

вышением разности давлений не удается достичь заметно-

го увеличения скорости фильтрования.

При фильтровании цианистых пульп в качестве порис-

той перегородки используют ткань. Фильтровальная ткань

должна хорошо задерживать твердые частицы пульпы,

иметь небольшое гидравлическое сопротивление и доста-

точную механическую прочность. Этим требованиям в наи-

большей степени соответствуют ткани из синтетических во-

локон (капроновые, лавсановые, хлориновые и др.).

С течением времени фильтроткань засоряется мелкими

"частицами, проникающими в ее поры, и химическими сое-

динениями (главным образом, карбонатом кальция), отла-

гающимися на поверхности волокон. В результате этого

152s

снижается производительность фильтра. Поэтому фильтро-

вальные ткани периодически подвергают регенерации,осу-

ществляемой механической чисткой и обработкой разбав-

ленным раствором соляной кислоты.

Большое влияние на процесс фильтрования оказывает

присутствие в пульпе коагулирующих и флокулирующих ве-

ществ. Введение этих веществ уменьшает сопротивление

образующегося осадка, в результате чего скорость филь-

трования повышается. При добавлении синтетических фло-

кулянтов например, полиакриламида, образование флокул

улучшает проницаемость осадка, уменьшает забивание пор

ткани мелкими частицами, что благоприятствует фильтро-

ванию. Вместе с тем, влажность кека при добавке ПАА

может увеличиться вследствие удерживания осадком зна-

чительных количество внутрифлокулярной воды.

С повышением температуры пульпы понижается вяз-

кость раствора, что приводит к повышению скорости филь-

трования. Этим объясняется наблюдаемые иногда сезон-

ные колебания производительности фильтров: повышение

в летнее время и снижение в зимнее.

Фильтры подразделяют на периодически и непрерывно

действующие. В первых фильтровальная перегородка непо-

движна, во вторых она непрерывно перемещается по за-

мкнутому пути. В фильтрах периодического действия на

всей площади перегородки осуществляются одни и те же

процессы, например, поступление пульпы, образование

осадка, его промывка или удаление. В фильтрах непрерыв-

ного действия на различных частях перегородки происхо-

дят разные процессы в зависимости от того, на каком уча-

стке замкнутого пути находится в данный момент рассмат-

риваемая часть (элемент) перегородки: так, на один

участок перегородки поступает пульпа, а на других в это

время образуется, промывается и удаляется осадок.

Фильтры непрерывного действия значительно произво-

дительнее фильтров периодического действия, поскольку в

их работе отсутствуют такие вспомогательные операции как

выгрузка кека, сборка фильтра, закачка пульпы и т. п. Кро-

ме того, благодаря непрерывному съему осадка с поверх-

ности фильтров непрерывного действия толщину слоя кека

на этих фильтрах можно поддерживать меньшей, чем на

фильтрах периодического действия. Это также является

причиной более высокой производительности фильтров не-

прерывного действия.

Разделение пульпы не заканчивается образованием

влажного осадка на фильтровальной перегородке и соби-

153s

ранием фильтрата в приемный резервуар. Для более пол-

ного извлечения растворенного золота после фильтрования

цианистых пульп, как правило, проводят промывку кеков.

Промывка должна обеспечивать высокое извлечение рас-

творенного золота при минимально возможном разубожива-

нии цианистых растворов по золоту.

Чаще всего промывку осуществляют непосредственно на

фильтре фильтрованием воды или промывного раствора че-

рез слой кека. Закономерности промывки осадка на филь-

тре довольно сложны. Эффективность промывки зависит от

гранулометрического состава, проницаемости толщины и

влажности кека, явлений флокуляции, коагуляции и т. д.

При промывке на фильтрах периодического действия

характер изменения концен-

трации С золота в промывном

фильтрате в зависимости от

отношения объема воды V

пропущенной через слой осад-

ка, к объему маточного рас-

твора V

, первоначально за-

полнявшему поры осадка, име-

ет вид, показанный на рис. 70.

По данным И. К. Скобеева

процесс промывки состоит из

трех периодов:

1) вытеснение свободной

маточной влаги промывной во-

дой; в процессе вытеснения во-

да не смешивается с маточ-

ным раствором, поэтому концентрация промывного филь-

трата в этот период не снижается;

2) отмывка связанной маточной влаги, т. е. пленочной

влаги и влаги тонких капилляров, причем растворенное ве-

щество отмывается преимущественно вследствие переме-

шивания пленочной влаги с промывным раствором, а так-

же вытеснения маточной влаги из тонких пор — капилля-

ров. Этот период характеризуется непрерывным снижением

концентрации отмываемого вещества в фильтрате;

3) отмывка наиболее упорной части первичной пленоч-

ной влаги. Этот период, подобно первому, характеризуется

очень медленным снижением концентрации отмываемого

вещества в промывном фильтрате, но отличается от перво-

го небольшой скоростью отмывки растворенного вещества,

так как процесс промывки приближается к равновесному

состоянию.

/Vo

Рис. 70. Зависимость концентра-

ции золота Сд^ в промывном

фильтрате от объема промывной

воды

154s

В соответствии с этим на 1 м

отмытой маточной влаги

в первом периоде расходуется сравнительно небольшой

объем промывного раствора (1,0—1,5 м

); во втором пе-

риоде этот объем возрастает в два — три раза, а в третьем

в 10—25 раз. Эффективность отмывки растворенного ве-

щества в третий период очень низка, а промывной филь-

трат весьма разубожен, поэтому затягивать этот период

промывки нецелесообразно.

При промывке кека на непрерывно действующих филь-

трах воду или промывной раствор подают на поверхность

осадка разбрызгиванием. В этом случае через поры осадка

Рис. 71. Промывка разбавлением:

1 — фильтры; 2 — чаны для репульпации

просачивается двухфазный воздушно-жидкостной поток,

что снижает степень вытеснения маточного раствора. По-

этому промывка осадка на фильтрах непрерывного дейст-

вия менее эффективна, чем на фильтрах периодического

действия. Однако благодаря простоте этот способ промыв-

ки применяют наиболее широко.

Помимо промывки на фильтрах, используют также про-

мывку разбавлением. Этот метод, обеспечивающий весьма

высокую степень отмывки, аналогичен рассмотренному вы-

ше методу непрерывной противоточной декантации и отли-

чается от него лишь тем, что разделение твердой и жидкой

фаз осуществляется не отстаиванием, а фильтрованием.

Схема промывки разбавления приведена на рис. 71.

Процианированная пульпа фильтруется на барабанном или

(дисковом) фильтре. Крепкий золотосодержащий раствор

155s

идет на осаждение золота, а кек промывается в одну или

несколько стадий. Каждая стадия промывки включает ре-

пульпацию кека оборотным промывным раствором и филь-

трование полученной пульпы. Движение твердой и жидкой

фаз — противоточное, это позволяет сократить объем про-

мывных растворов, повысить в них концентрацию золота.

Число стадий промывки выбирают, исходя из условия до-

стижения желаемой степени отмывки; обычно оно не

превышает двух — трех. На последней стадии промывку

ведут чистой водой или оборотным обеззолоченным раство-

ром. Богатый промывной раствор, получаемый на первой

стадии, возвращают в цикл цианирования или направляют

на осаждение золота совместно с крепким золотосодержа-

щим раствором. Рассматриваемый метод значительно сло-

жнее промывки на фильтрах, поэтому его применяют лишь

в тех случаях, когда требуется особо высокая степень от-

мывки, обычно при цианировании руд и концентратов с вы-

соким содержанием золота.

Промывку разбавлением можно сочетать с промывкой

на фильтре. В этом случае на каждой стадии промывки,

осуществляемой методом разбавления, находящийся на по-

верхности барабанного фильтра кек орошают небольшим

количеством промывного раствора. Последний вытесняет

(почти без разбавления) часть отмываемого раствора, в

результате чего общее количество промывных растворов

может быть уменьшено без ухудшения степени отмывки

золота.

Для фильтрования цианистых пульп обычно применяют

барабанные вакуум-фильтры с наружной фильтрующей по-

верхностью. Барабанный вакуум-фильтр (рис. 72) пред-

ставляет собой полый барабан 1, медлено вращающийся на

цапфах 3 в подшипниках скольжения 17. Внешняя поверх-

ность барабана радиальными ребрами разделена на от-

дельные ячейки (секции), покрытые снаружи перфориро-

ванными листами. Внутренние полости ячеек изолированы

друг от друга и соединены трубками 2 с цапфами 3. Кон-

цы трубок выведены на торцевые поверхности цапф, к ко-

торым пришлифованы неподвижные распределительные

головки 4. Снаружи барабан обтягивается фильтровальной

тканью, которая закрепляется на его поверхности с по-

мощью резиновых жгутов и навивки из мягкой проволоки.

Барабан приводится во вращение электродвигателем через

редуктор с вариатором скоростей 14. Нижняя часть бараба-

на (примерно одна треть) погружена в ванну 13, куда не-

прерывно подается фильтруемая пульпа. Уровень пульпы

156s

157s

в ванне поддерживается постоянным с помощью перелив-

ного окна 9. Под барабаном расположена медленно кача-

ющаяся маятниковая мешалка 12, предотвращающая осаж-

дение твердых частиц на дно ванны. Образующийся на по-

верхности фильтра слой кека снимается ножом 8.

Рис. 73. Действие барабаииого вакуум-фильтра:

1, Г — полости распределительной головки, сообщающиеся с вакуумной

линией; 2—разбрызгивающее устройство для промывной жидкости; 3 и

3' — полости распределительной головки, сообщающиеся с линией сжато-

го воздуха; 4 — распределительная головка; 5 — нож для съема кека; 6 —

трубка для отвода фильтрата; 7 — барабан;

— маятниковая мешалка;

9 — ванна для пульпы; 10 — отверстия в торце цапфы

Схема действия барабанного вакуум-фильтра показа-

на на рис. 73. При вращении барабана 7 ячейки в опреде-

ленной последовательности соединяются с вакуумной ли-

нией или линией сжатого воздуха. Нужная последователь-

ность достигается с помощью распределительной головки 4.

Головка представляет собой неподвижный фигурный блок,

158s

имеющей четыре полости. Две большие полости 1 и 1' сое-

динены с вакуумной линией, две полости меньших разме-

ров 3 и З'—с линией сжатого воздуха.

При вращении барабана ячейка, находящаяся в ванне

с пульпой, подсоединяется к вакуумной линии. Под дейст-

вием вакуума раствор через трубку 6, соответствующее ей

отверстие в торце цапфы и полость 1 распределительной

головки уходит в сборник фильтрата, а на поверхности

ячейки образуется слой кека. По выходе из пульпы ячей-

ка еще некоторое время остается соединенной с той же по-

лостью головки, поэтому через слой кека просасывается

воздух, вытесняющий из пор кека фильтрат. При дальней-

шем движении ячейки на поверхность кека с помощью

разбрызгивающих устройств 2 подается промывной рас-

твор, который через полость 1' отводится в сборник про-

мывных растворов. Далее следует второе обезвоживание,

при котором ячейка продолжает оставаться соединенной

со сборником промывных растворов. В зоне съема кека

ячейка через полость 3 подсоединяется к магистрали сжа-

того воздуха. Под действием последнего происходит вспу-

чивание ткани, что облегчает съем осадка ножом 5. Завер-

шающей операцией цикла является регенерация ткани,

заключающаяся в продувке ее сжатым воздухом, подавае-

мым в ячейки через полость 3'. Таким образом каждая

ячейка последовательно проходит зоны фильтрования, пер-

вого обезвоживания, промывки, второго обезвоживания,

удаления осадка и регенерации ткани, после чего цикл по-

вторяется.

Техническая характеристика барабанных вакуум-фильт-

ров с наружной фильтрующей поверхностью приведена в

табл. 10. Удельная производительность этих фильтров до-

стигает 3—5 т/(м

-сут) при фильтровании пульп, содер-

жащих зернистый материал, и снижается до 1 т/(м

-сут)

при значительном содержании в пульпе тонких классов.

Барабанные вакуум-фильтры сравнительно просты, удобны

в эксплуатации, обеспечивают удовлетворительную про-

мывку хвостов. Поэтому их широко применяют для филь-

трования цианистых пульп. Вместе с тем, эти фильтры не

применимы для фильтрования глинистых и других трудно-

фильтруемых пульп. Это связано с тем, что при низкой

скорости фильтрования слой кека, образующийся на по-

верхности барабана за тот небольшой (не более 3—4 мин)

промежуток времени, в течение которого каждая ячейка

находится в корыте с пульпой, оказывается весьма тонким

(менее 5 мм), что затрудняет его отдувку и съем ножом.

159s

160s